海洋中的硅质生物吸收硅酸盐,形成硅质外壳,将溶解硅酸盐（dissolved silicate,DSi）转化成生源硅（biogenic silica,BSi）,由于其溶解速度较慢、保存效率高,且能促进固碳,是重建所在海域现在和过去的生态状况和研究碳循环的重要手段。海洋中广泛存在的中尺度冷涡,驱动富含营养盐的次表层水向上涌升,刺激粒径较大的硅藻等浮游植物的生长,提高真光层的初级生产力,驱动颗粒有机物的沉降输出提升了输出生产力。但对于BSi对冷涡不同生命周期如何响应及Si与C之间的耦合关系等方面仍存在许多不确定性。本论文对西太平洋寡营养海域中的冷涡CE2和CE4展开了高分辨率悬浮颗粒态BSi样品采集,测定分析BSi的浓度及分布特征,探究影响冷涡中BSi的过程与机制;比较不同采样方法所采样品的BSi/234Th比值和BSi通量差异,并估算BSi的输出通量,初步构建概念模型表征冷涡作用下硅泵,并解析Si与C之间的耦合关系。2019年3-4月在西太平洋开展的“KK1902-SILICON”航次从冷涡CE2出现后的第3周至第6周进行了 4次断面调查,对CE4进行了 1个断面采样调查。研究区域200m内平均BSi浓度为5.39±3.75 nmol/L（0.49～24.82nmol/L）。与涡外及暖涡相比,冷涡中各站位BSi浓度在叶绿素极大值层（Depth of chlorophyll a maximum,DCM）附近（约90～150m）出现增加,且浓度约为涡外及暖涡的1～3倍。在冷涡CE2的生命周期中,表层BSi浓度无显著差异;DCM层则由第3周时的14.40nmol/L,降至第4周时的8.43 nmol/L,到第5周时最低5.72 nmol/L,第6周时增加至13.76 nmol/L。空间上,DCM层中第3-4周中心区BSi浓度约为边缘区2～3倍;第5～6周中心边缘无明显差异。此外,还发现冷涡边缘锋面区可能促进生物生长。冷涡中生物活动的物质基础受物理涌升控制,且冷涡的物理涌升较强时中心区BSi浓度高于边缘区,涌升较弱时中心与边缘无明显差异。营养盐数据显示DCM层以上营养盐浓度迅速降低至低于浮游植物生长所需的最低阈值,DCM层水体中Si:N:P比值约为（38±23）:（4±3）:1（CE2）;（25±1）:8:1（CE4）,表明硅藻生长可能受氮或磷限制。BSi储量与TChl a储量之间相关性较弱,表明冷涡中生产的BSi对生物量的贡献仍然很弱,浮游植物以小粒径的生物（聚球藻和原绿球藻）为主。本论文还证实了瓶采、大体积泵采样和沉积物捕获器样品的BSi/234Th比值和BSi通量相差较大主要源于BSi与234TH在分粒径上的不耦合。并估算BSi输出通量变化范围为-0.011±0.001～0.074±0.008 mmol/m2/d。冷涡中Si与C的不耦合现象存在于生产及输出过程中:生产过程中BSi与POC在分粒级上不耦合,BSi主要为大粒径颗粒（＞53 μm）而POC主要为小粒径颗粒（1～10μm）。输出的过程中,真光层内的Si/C比值低于200m深度内比值,BSi相对于POC溶解再循环程度更弱;BSi输出通量与POC输出通量呈现良好的相关性（R2=0.6398,p＜0.001）,表明BSi的生长输出对POC从上层水体中向下输出有较大的贡献。构建本论文硅质生物泵的概念模型,即:冷涡第3周时,水体涌升作用较强,DCM层中心区BSi浓度高于边缘区,生长的BSi被水流从中心区侧向携带至冷涡边缘,进而溶解沉降,导致在输出层位观察到中心区输出通量低于边缘区。第4周时,DCM层中心区BSi浓度高于边缘区,在输出层位观察到中心区输出通量略高于边缘区。第5-6周,DCM层整体BSi浓度及BSi输出通量均较低,且涡中心与边缘也无明显差异。综上所述,西太平洋中尺度冷涡驱动下DCM层的BSi浓度出现升高,且其时空分布和动态变化及输出通量受冷涡演变、自身物理条件和营养盐等因素控制。不同采样方式的BSi/234Th比值存在差异主要源于BSi与234Th在分粒径上的不耦合,为了更加准确的估算BSi输出通量,需要进一步重视并选择合适的比值和方法进行估算。